DE102005046479B4 - Process for splitting brittle materials using trenching technology - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Verfahrenzum Spalten eines Objekts (10), das aus sprödem Material besteht, in mindestenszwei Stücke(21, 22), wobei das Objekt eine erste flache Oberfläche (11)und eine zweite flache Oberfläche(12) aufweist, die sich gegenüberliegen,wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Ätzen von mindestens einem Graben(25) in mindestens eine (11) der Oberflächen, um mindestens eine Linie(26) auf der Oberfläche(11) zu bilden,
gekennzeichnet durch
Spalten des Objekts(10) in getrennte Stücke(21, 22) entlang der Linie (26) durch Verwenden eines Laserablationsverfahrens.A method of splitting an object (10) made of brittle material into at least two pieces (21, 22), the object having a first flat surface (11) and a second flat surface (12) facing each other, wherein the method comprises the steps of:
Etching at least one trench (25) into at least one (11) of the surfaces to form at least one line (26) on the surface (11),
marked by
Splitting the object (10) into separate pieces (21, 22) along the line (26) by using a laser ablation method.

Description

Translated fromGerman

Gebiet der TechnikField of engineering

Dievorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Spalten von Objekten,die aus sprödenMaterialien hergestellt sind, und insbesondere Verfahren zum Spaltenvon aus sprödenMaterialien hergestellten Halbleiterwafern.TheThe present invention relates to methods for splitting objectsthe brittleMaterials are made, and in particular method of splittingfrom brittleMaterials produced semiconductor wafers.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Essind Verfahren zum Schneiden und Spalten von Objekten bekannt, dieaus sprödenMaterialien wie z. B. Glas, Saphir, Quarz, Silizium, Germanium,Keramik, und vielen anderen, hergestellt sind. Eine wichtige industrielleAnwendung des Schneidens von sprödemMaterial ist die Halbleiterherstellung, bei der ein Halbleiterwaferin viele getrennte, kleinere Stückezerteilt wird.ItFor example, methods are known for cutting and splitting objectsfrom brittleMaterials such. Glass, sapphire, quartz, silicon, germanium,Ceramics, and many others, are made. An important industrialApplication of cutting brittleMaterial is semiconductor manufacturing, in which a semiconductor waferinto many separate, smaller piecesis divided.

DieVerfahren zum Schneiden und Spalten von sprödem Material reichen vom herkömmlichen Sägen über dasSpalten mit mechanischer Kraft oder mit einem Anreiß-/Abrasivwerkzeugbis zum thermischen Spalten mit oder ohne thermischen Schockprozess,zur Laserablösungoder umfassen eine beliebige Kombination davon.TheMethods for cutting and splitting brittle material range from conventional sawing over theSplitting with mechanical force or with a scribe / abrasive tooluntil thermal splitting with or without thermal shock process,for laser detachmentor comprise any combination thereof.

DieUS 2004/0251290 A1 beschreibtin ihrem einleitenden Abschnitt eine Zusammenfassung von einigender bekannten herkömmlichenVerfahren zum Spalten von sprödemMaterial bereit.The US 2004/0251290 A1 describes in its introductory section a summary of some of the known conventional methods for splitting brittle material.

Zuden zahlreichen Einschränkungender herkömmlichenVerfahren gehörenIneffizienz und die geringe Qualität der mit diesen Verfahrenerhaltenen Kanten bzw. Ränder.Um diese Gesichtspunkte zu verbessern, beschreibt dieEP 0 633 867 B1 ein Verfahrenzum Spalten von Körpernaus nichtmetallischem sprödemMaterial, wie z. B. Glas, durch Anritzen eines bestimmten Punktesdes Materials bis zu einer bestimmten Tiefe und nachfolgendes Spalten mittelsirgendeines Spaltverfahrens. Das Anritzen verursacht jedoch unvermeidbareine "anfängliche Kerbe" im Material. Obwohles zu einer erhöhten Spaltgeschwindigkeitund zu einer Verbesserung der Ränderqualität führen soll,erfordert dieses Verfahren dennoch eine "anfänglicheKerbe" in dem Objektaus sprödemMaterial am Beginn jedes Spaltens auszuführen, was untragbare Problemeverursachen kann: z. B. sind bei bestimmten Anwendungen wie z. B. beimZerteilen von Halbleiterwafern viele solcher "anfänglicheKerben" erforderlich,da der Wafer sowohl in X- als auch in Y-Richtung geschnitten werdensoll. Dies ist sehr zeitaufwändigund fürkleine Halbleiterplättchennicht praktikabel.The many limitations of the conventional methods include inefficiency and the poor quality of the edges obtained with these methods. To improve these points of view, describes the EP 0 633 867 B1 a method for splitting bodies of non-metallic brittle material, such. Glass, by scribing a certain point of the material to a certain depth and then cleaving by any splitting method. However, scribing inevitably causes an "initial score" in the material. Although it is intended to result in increased cleavage speed and edge quality improvement, this method still requires an "initial notch" in the brittle material object at the beginning of each cleavage, which may cause intolerable problems: e.g. B. are in certain applications such. For example, in the cutting of semiconductor wafers, many such "initial notches" are required because the wafer is to be cut in both the X and Y directions. This is very time consuming and not practical for small semiconductor dies.

Darüber hinauswürdenaufgrund der erheblichen "anfänglichenKerbe" die Qualität der Kante(n) dergetrennten Waferstückeoder letztendlich hergestellten Bauelemente leiden; außerdem würde(n) die Kante(n)von niedriger Qualitätwiederum die Stücke oderBauelemente hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, wie z.B. der Robustheit, und hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaftenwie z. B. dem elektrischen Leckstrom, des Bauelements verschlechtern.Furthermorewoulddue to the substantial "initialNotch "the quality of the edge (s) of theseparated wafer piecesor ultimately manufactured components suffer; also, the edge (s) wouldof low qualityturn the pieces orComponents with regard to their mechanical properties, such.As the robustness, and in terms of their electrical propertiessuch as As the electrical leakage current of the device deteriorate.

DieDE 37 31 312 C2 beschreibtein Verfahren zum Unterteilen einer Halbleiterscheibe, die Laserdiodenund eine zwischen den Laserdioden vorhandene grabenartige Spiegelstrukturaufweist. Bei dem bekannten Verfahren ist vorgesehen, weitere Gräben in dieSpiegelstruktur zu ätzenund die Halbleiterscheibe ausgehend von diesen Gräben durch mechanischesBrechen, durch Sägenoder durch eine weitere Grabenätzungzu unterteilen.The DE 37 31 312 C2 describes a method of dividing a semiconductor wafer having laser diodes and a trench-like mirror structure existing between the laser diodes. In the known method, it is provided to etch further trenches into the mirror structure and to divide the semiconductor wafer from these trenches by mechanical breaking, by sawing or by a further trench etching.

DieUS 4,179,794 beschreibtein Verfahren zum Unterteilen eines Halbleiterwafers, bei dem Gräben zwischeneinzelnen Halbleiterbauelementen geätzt werden und bei dem derHalbleiter wafer durch Ritzen oder Sägen entlang dieser Gräben unterteilt wird.The US 4,179,794 describes a method for dividing a semiconductor wafer, wherein the trenches are etched between individual semiconductor devices and in which the semiconductor wafer is divided by scribing or sawing along these trenches.

Esist Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren zum Spalten von Objektenaus sprödemMaterial bereitzustellen, das schnell ist, qualitativ hochwertigeKanten fürdie Enderzeugnisse produziert und wenig oder keinen Verlust mechanischerund elektrischer Eigenschaften an den Enderzeugnissen hervorruft.ItThe object of the invention is a new method for splitting objectsfrom brittleProvide material that is fast, high qualityEdges forthe end products produced and little or no mechanical lossand electrical properties on the end products.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Dieoben erwähntenAufgaben sowie zusätzlichetechnische Vorteile werden durch das Verfahren des Anspruchs 1 erreicht.Thementioned aboveTasks as well as additionalTechnical advantages are achieved by the method of claim 1.

VorteilhafteAusführungsformensind in den Unteransprüchenoffenbart.advantageousembodimentsare in the subclaimsdisclosed.

Dasneue Verfahren ist auf beliebige Objekte anwendbar, die entwederaus einem einzigen sprödenMaterial oder einer Kombination von unterschiedlichen Materialienhergestellt sind. Das Objekt ist vorzugsweise flach und weist zweiflache Oberflächenauf, die sich gegenüberliegen.Thenew method is applicable to any object, eitherfrom a single brittleMaterial or a combination of different materialsare made. The object is preferably flat and has twoflat surfaceson, which are opposite each other.

DasVerfahren ist insbesondere auf bearbeitete Halbleiterwafer anwendbar.Dieser besteht typischerweise aus einem Substrat aus sprödem Materialmit verschiedenen zusätzlichenSchichten wie z. B. Oxid, Metall, Siliziumglas, etc. Die durch Spalteneines bearbeiteten Halbleiterwafers erhaltenen Erzeugnisse bezeichnetman üblicherweiseals "Bauelemente" (devices) oder "Chips".TheMethod is particularly applicable to processed semiconductor wafer.This typically consists of a substrate of brittle materialwith various additionalLayers such. As oxide, metal, silicon glass, etc. By columnsof a processed semiconductor waferusuallyas "devices" or "chips".

Daswesentliche Prinzip des neuen Verfahrens ist die Kombination vonGrabenätzenmit einem beliebigen Schneid- oder Spaltverfahren für sprödes Material.GEnauer gesagt ätztdas neue Verfahren zuerst einen Graben oder eine Vielzahl von Gräben in mindestenseine der beiden sich gegenüberliegendenflachen Oberflächendes Objekts, wodurch der Graben oder die Gräben eine Linie oder eine Vielzahl vonLinien auf der/den geätztenOberfläche(n)definieren; anschließendspaltet das Verfahren das Objekt in mindestens zwei Teile entlangder definierten Linie(n) mittels eines beliebigen Spaltverfahrensfür sprödes Material.Diese Verfahren umfassen das Spalten mit mechanischer Kraft, Anreiß-/Abrasions-verfahren,thermisches Spalten mit oder ohne thermischen Schockprozess, Laserablösung, etc., sindaber nicht darauf begrenzt. Die Kanten der getrennten Teile entsprechender/den definierten Linie(n), entlang derer das Spalten stattfindet.The essential principle of the new procedure rens is the combination of trench etching with any cutting or splitting method for brittle material. More specifically, the new method first etches a trench or a plurality of trenches in at least one of the two opposite flat surfaces of the object, whereby the trench or trenches define a line or a plurality of lines on the etched surface (s); then the method splits the object into at least two parts along the defined line (s) by means of any brittle material splitting method. These methods include, but are not limited to, mechanical force splitting, scribe / abrasion methods, thermal splitting with or without a thermal shock process, laser stripping, etc. The edges of the separated parts correspond to the defined line (s) along which the splitting takes place.

Beider vorliegenden Erfindung spielt das Grabenätzen eine sehr wichtige Rolle.Das Ätzen entfernteinen Teil des sprödenMaterials entlang der durch den/die geätzten Gra ben/Gräben geschaffenenLinie(n) und vermindert dadurch die Waferdicke entlang der Linie(n).Verglichen mit Verfahren zum Spalten des Objekts ohne Grabenätzen vordem letztendlichen Spalten ermöglichtdiese Schwächung,dass das letztendliche Spalten in vielen Richtungen durchgeführt wird,einschließlichdes Kreuzens einer zuvor gespaltenen Linie und bei einer höheren Geschwindigkeitmit besserer Kantenqualität undmit verbesserter Kontrolle.atIn the present invention, trench etching plays a very important role.The etching removeda part of the brittleMaterial along the created by the etched Gra ben / trenchesLine (n) and thereby reduces the wafer thickness along the line (s).Compared with methods for splitting the object without trench setsallows the final columnsthis weakening,that the final splitting is done in many directions,includingof crossing a previously split line and at a higher speedwith better edge quality andwith improved control.

Somitbringt das Ätzenvon Gräbenin die Oberfläche(n)eines Objekts aus sprödemMaterial vor dem Spalten des Objekts der vorliegenden Erfindungsignifikante und wesentliche Vorteile gegenüber Verfahren des Standes derTechnik:
Erstens erspart die vorliegende Erfindung viel Zeit. BeimSpalten des Objekts in mehrere Stücke muss das Verfahren desStandes der Technik einen anfänglichenDefekt zu Beginn jedes Schnittes erzeugen. Bei der vorliegendenErfindung kann eine Vielzahl von Gräben in derselben oder in unterschiedlichenRichtungen gleichzeitig ausgebildet werden. Damit muss bei Beispielenwie dem Zerteilen von Halbleiterwafern, wo ein Wafer üblicherweisein kleine Stückesowohl in X- als auch in Y-Richtung zerteilt werden muss, die "anfänglicheKerbe" exakt ausgeführt werden,nicht nur am Waferrand in X-Richtung, sondern auch bei jedem Chipin Y-Richtung. Dies ist sehr zeitaufwändig und kann soweit reichen,dass es fürkleine Halbleiterplättchennicht möglichist. Somit ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung viel effizienterals das Verfahren des Standes der Technik.Thus, etching trenches into the surface (s) of an object of brittle material prior to cleaving the object of the present invention provides significant and significant advantages over prior art methods:
First, the present invention saves a lot of time. When splitting the object into multiple pieces, the prior art method must produce an initial defect at the beginning of each cut. In the present invention, a plurality of trenches may be formed in the same or different directions simultaneously. Thus, in examples such as dicing semiconductor wafers, where a wafer usually needs to be diced into both the X and Y directions, the "initial notch" must be exactly made, not only at the wafer edge in the X direction, but also at the wafer edge also with every chip in Y direction. This is very time consuming and can go so far that it is not possible for small semiconductor chips. Thus, the process of the present invention is much more efficient than the prior art process.

Zweitensschwächtdas Grabenätzendas Substratmaterial in dem Bereich, in dem die Spaltung durchgeführt werdensoll. Dies reduziert die dem Substrat inhärente Neigung zur Spannung,um die Spaltrichtung zu ändern,z. B. in den Waferrandbereichen, und es ermöglicht ebenfalls das Spaltendes Objekts in anderen Richtungen als der Kristallausrichtung, wasfür mehrSpaltoptionen sorgt. Z. B. kann der äußere Rand oder ein Ab schnittdes Wafers entfernt werden. Dies hat wichtige Anwendungen für einigeHalbleiterherstellungsverfahren.Secondlyweakensthe trench etchingthe substrate material in the region in which the cleavage is performedshould. This reduces the stress inherent in the substrate,to change the split direction,z. In the wafer edge areas, and it also allows splittingof the object in directions other than the crystal orientation, whichfor moreGap options provides. For example, the outer edge or a section may be cutremoved from the wafer. This has important applications for someSemiconductor manufacturing processes.

Zumdritten verbessert die vorliegende Erfindung die Qualität der erzeugtenKante oder Kanten. Ätztechnikenerzeugen im Allgemeinen eine Kante, die frei von Belastungen oderFehlern ist und gute mechanische und elektrische Eigenschaften aufweist.Das Ätzenwendet keine direkte Kraft auf das Material an, somit werden keineKristalllageveränderungen,keine Kristalleffekte usw. oder andere mechanische Defekte wie z.B. Mikrorisse gebildet. Darüberhinaus ist die Ätztemperaturauch relativ niedrig und ein Hochtemperaturschaden wird vermieden.Z. B. ist im Fall des Siliziumplasmaätzens die Temperatur typischerweise400°C, wasweit unterhalb der Hochtemperaturprozesse (über 800°C) liegt, die zu Verwerfunen,Rekristallisationen und Reformation des Substrats führen können undfür Schäden an den Metallschichtenund Veränderungender Dotierprofile bewirken können.Solche Defekte verursachen große Schwierigkeiten.Im Fall von Glas oder Saphir wird die mechanische Stärke undRobustheit verringert. Im Falle von Halbleitern werden nicht nurdie mechanische Stärke,sondern auch die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt,insbesondere kann der Lechstrom in erheblichem Maße erhöht werden.Als solche ist die resultierende Kante, die mittels Grabenätzen undbestimmten Spaltverfahren erzeugt wird, frei von Defekten und istden durch Verfahren des Standes der Technik hergestellten Kantenmechanisch und elektrisch überlegen,insbesondere denen, bei denen eine anfängliche Kerbe und hohe Temperaturenverwendet werden.To theThird, the present invention improves the quality of the producedEdge or edges. etching techniquesgenerally produce an edge that is free from stress orErrors is and has good mechanical and electrical properties.The etchingdoes not apply direct force to the material, so noCrystal layer changes,no crystal effects, etc. or other mechanical defects such.B. microcracks formed. About thatIn addition, the etching temperatureAlso relatively low and high temperature damage is avoided.For example, in the case of silicon plasma etching, the temperature is typical400 ° C, whatfar below the high-temperature processes (over 800 ° C), which is at fault,Recrystallization and reformation of the substrate can lead andfor damage to the metal layersand changescan cause the doping profiles.Such defects cause great difficulties.In the case of glass or sapphire, the mechanical strength andRobustness reduced. In the case of semiconductors, not onlythe mechanical strength,but also affects the electrical properties,in particular, the leakage current can be increased to a considerable extent.As such, the resulting edge is by means of trench sets andcertain splitting process is generated, free of defects and isthe edges made by prior art methodsmechanically and electrically superior,especially those who have an initial notch and high temperaturesbe used.

Viertensführt dieverbesserte elektrische Leistung, die sich aus der vorliegendenErfindung ergibt, zu einem signifikanten weiteren Vorteil für elektrischeBauelemente: Randabschlussstrukturen werden typischerweise bei Bauelementeverwendet, um den fehlerhaften Rand mit schlechter Qualität von dempraktisch fehlerfreien aktiven Bereich zu isolieren. Wenn der Randeine hohe Qualitätaufweist, kann die Größe der Randab schlussstrukturenreduziert oder auf die Randabschlussstrukturen kann sogar verzichtetwerden. Dies kann den erforderlichen Platzbedarf für das Bauelementin erheblichem Maße reduzierenund dadurch die Anzahl der aus einem Wafer erhaltenen Bauelementein signifikanter Weise erhöhen.Fourthleads theimproved electrical performance resulting from the presentInvention results in a significant further advantage for electricalComponents: Edge termination structures typically become componentsused to make the bad quality edge of the bad edgeto isolate virtually error-free active area. If the edgea high quality, the size of the edge termination structures can bereduced or on the edge termination structures can even be omittedbecome. This can save the space required by the deviceto a considerable extentand thereby the number of components obtained from a waferin a significant way.

DerfünfteVorteil besteht darin, dass als Ergebnis der verbesserten mechanischenRandqualität,die sich aus dem Verfahren gemäß der vorliegendenErfindung ergibt, die Robustheit dahingehend verbessert wird, dassein Bruch entweder während desSpaltens oder danach bei der späterenVerarbeitung ebenfalls reduziert wird, was zu einem verbessertenEndertrag führt.The fifth advantage is that as a result of the improved mechanical edge quality resulting from the method according to the present invention, the robustness thereof it is also improved that a fraction, either during the splitting or later in the subsequent processing, is also reduced, resulting in an improved final yield.

Dersechste Vorteil ist, dass die Gräben,die in der/den Oberfläche(n)des Objekts ausgebildet sind, in denen das Spalten stattfinden soll,auch eine nützlichesichtbare Ausrichtungshilfe fürdie tatsächlicheSpaltung bilden. Im Ergebnis kann das Spalten leichter, schnellerund unter einer verbesserten Kontrolle durchgeführt werden, was sämtlich zueiner Verbesserung bezüglichGeschwindigkeit und Randqualitätam Ende des Spaltens beiträgt.Of thesixth advantage is that the trenches,in the surface (s)are formed of the object in which the columns should take place,also a useful onevisible alignment aid forthe actualForming a split. As a result, splitting can be easier, fasterand under an improved control, all toan improvement regardingSpeed and edge qualitycontributes at the end of the column.

Dersiebte Vorteil liegt darin, dass die vorliegende Erfindung zum Spaltenvon dünnenMaterialien besser als die Verfahren des Standes der Technik verwendbarist. Jegliche "anfänglicheKerbung" oder jederProzess, der zu mechanischer Belastung führt wie z. B. hohe Temperatur,kann in einer unkontrollierten Rissbildung und Bruch des Materialsresultieren. Z. B. werden bei Halbleitervorrichtungen "dünne Wafer" typischerweise unter 220 μm Dicke verarbeitetund es wird in zunehmenden Maßeschwierig, solche Wafer zu schneiden, insbesondere unterhalb beiDicken von weniger als 100 μm.Die vorliegende Erfindung kann als Ergebnis der bereits beschriebenenVerarbeitungseigenschaften das Schneiden von solch dünnen Materialienermöglichen.Anders als beim Verfahren des Standes der Technik, wo die "anfänglicheKerbung" oder hoheTem peraturen die dünnenWafer brechen können,ist das Grabenätzenbei Halbleiterwafern eine entwickelte Technologie, die gut kontrolliertund eingestellt werden kann, um nicht zu einem Brechen der dünnen Waferzu führen.Of theSeventh advantage is that the present invention for splittingof thinMaterials better than the methods of the prior art usableis. Any "initialNotch "or eachProcess that leads to mechanical stress such. High temperature,can result in an uncontrolled cracking and breakage of the materialresult. For example, semiconductor devices typically process "thin wafers" of less than 220 μm thicknessand it is increasingdifficult to cut such wafers, especially below atThicknesses of less than 100 microns.The present invention may as a result of the already describedProcessing properties the cutting of such thin materialsenable.Unlike the prior art method, where the "initialNotch "or highTem temperatures the thin onesWafers can break,is the trench etchingfor semiconductor wafers a developed technology that controls welland can be adjusted so as not to break the thin waferrespectively.

Zuguter Letzt sind bestimmte Sprödspalteverfahrennicht geeignet, zusätzlichdie Metallisierungsschichten zu spalten, die sich auf den Vorder- oderRückseitendes Materials befinden. Das Grabenätzen der vorliegenden Erfindungkann diese Schichten durch schneiden, wodurch ein Verfahren bereitgestelltwird, das gewisse Spaltverfahren ermöglicht, die sonst nicht möglich sind.Z. B. wird bei Leistungshalbleitern die Rückseite häufig als Kontakt für das Bauelementverwendet und es könnenrelativ hohe Strömefließen.Dies erfordert ein Übereinanderschichtenvon unterschiedlichen Metallen verschiedener Dicken, und die Schneidoperationmuss diese ohne Unterschneiden oder Erzeugen von mechanischer oderchemischer Belastung trennen, was sonst zu einem Abschälen dieserMetallisierungsschicht oder anderen derartigen Schwierigkeiten führen könnte. Dievorliegende Erfindung erlaubt es, dass sowohl spröde als auchnicht-sprödeMaterialien als ein inhärentesMerkmal der kombinierten Verfahrensschritte geschnitten werden.ToLastly, there are certain fission column methodsnot suitable, in additionto split the metallization layers, located on the front orbacksof the material. The trench etching of the present inventioncan cut through these layers, thereby providing a methodwhich allows certain splitting methods that are otherwise impossible.For example, in power semiconductors, the backside often becomes contact for the deviceused and it canrelatively high currentsflow.This requires a layeringof different metals of different thicknesses, and the cutting operationthis must be done without undercutting or generating mechanical orseparate chemical stress, what else to a peeling thisMetallization layer or other such difficulties. TheThe present invention allows both brittle andnon-brittleMaterials as an inherentFeature of the combined process steps are cut.

Zusammenfassendbildet die Kombination der Grabenätztechnologie mit Spaltverfahrenvon sprödemMaterial bei dem Spaltverfahren von sprödem Material der vorliegendenErfindung ein wirksames Verfahren mit ausgezeichneter Leistung,das viele Spaltoptionen ermöglicht,qualitativ hochwertige Rändermit guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften erzeugt undfrei von Defekten ist, die man typischerweise beim mechanischenSägen oder beisolchen Techniken des Standes der Technik erhält, bei denen eine "anfänglicheKerbung" erforderlichist.In summaryforms the combination of trench etching technology with splitting methodof brittleMaterial in the splitting method of brittle material of the presentInvention an effective process with excellent performance,that allows many split options,high quality edgesproduced with good mechanical and electrical properties andfree from defects that are typically found in mechanicalSawing or atsuch prior art techniques, where an "initialNotch "requiredis.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Dievorliegende Erfindung kann besser unter Bezugnahme auf die nachfolgendenFiguren und Beschreibung verstanden werden. Die Elemente in den Figurensind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu,es liegt stattdessen die Betonung auf der Veranschaulichung derGrundprinzipien der Erfindung. Darüber hinaus bezeichnen in denFiguren gleiche Bezugsziffern die entsprechenden Teile in den unterschiedlichenDarstellungen.TheThe present invention may be better understood by reference to the followingFigures and description are understood. The elements in the figuresare not necessarily to scale,instead, the emphasis is on illustrating theBasic principles of the invention. In addition, in the denoteFigures the same reference numerals the corresponding parts in the differentRepresentations.

1 isteine Querschnittsansicht eines beispielhaften Objekts, das aus sprödem Materialbesteht. 1 FIG. 12 is a cross-sectional view of an exemplary object made of brittle material. FIG.

2 isteine perspektivische Ansicht eines Teils des Objekts, das unterVerwendung einer ersten Ausführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespaltet wird. 2 Figure 16 is a perspective view of a portion of the object being split using a first embodiment of the method of the present invention.

3 isteine perspektivische Ansicht eines Teils des Objektes, das unterVerwendung einer zweiten Ausführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. 3 Figure 16 is a perspective view of a portion of the object that is cleaved using a second embodiment of the method of the present invention.

4.ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Objektes, das unterVerwendung einer dritten Ausführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. 4 , Figure 11 is a perspective view of a portion of the object being cleaved using a third embodiment of the method of the present invention.

5 isteine perspektivische Ansicht eines Teils des Objektes, das unterVerwendung einer vierten Ausführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. 5 FIG. 13 is a perspective view of a portion of the object that is cleaved using a fourth embodiment of the method of the present invention. FIG.

6 isteine perspektivische Ansicht eines Teils des Objektes, das unterVerwendung einer fünftenAusführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. 6 FIG. 13 is a perspective view of a portion of the object that is cleaved using a fifth embodiment of the method of the present invention. FIG.

7 isteine perspektivische Ansicht eines Teils des Objektes, das unterVerwendung einer sechsten Ausführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. 7 FIG. 13 is a perspective view of a portion of the object that is cleaved using a sixth embodiment of the method of the present invention. FIG.

8 isteine Querschnittsansicht eines Teils des Objektes, das unter Verwendungeiner sechsten Ausführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. 8th is a cross-sectional view of a portion of the object formed using a sixth embodiment of the method of the present invention is cleaved.

9 isteine Querschnittsansicht eines beispielhaften Randes, der durchdas Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird. 9 FIG. 12 is a cross-sectional view of an exemplary edge formed by the method of the present invention. FIG.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

1 isteine Querschnittsansicht eines beispielhaften aus sprödem Materialhergestellten Objekts. Das Objekt10 kann aus einem einzigensprödenMaterial oder einer Kombination von verschiedenen Materialien wiez. B. einem bearbeiteten Halbleiterwafer hergestellt sein, kannaus einem spröden Substratund einer Anzahl von anderen Schichten, wie z. B. Oxid, Metall,Siliziumglas, Siliziumnitrid, etc. bestehen. Das Objekt ist vorzugsweiseflach und weist zwei flache Oberflächen11 und12 auf,die sich gegenüberliegen.Ein spezielles Beispiel eines solchen Objekts ist ein bearbeiteterHalbleiterwafer, der unter Verwendung von Silizium, Germanium oderanderem bekannten Material hergestellt ist. Der Wafer weist zweiOberflächenauf, die typischerweise Vorder- und Rückseite genannt werden, dieder oberen Oberfläche11 bzw.der unteren Oberfläche12 in1 entsprechen.Typischerweise liegen sich diese beiden Oberflächen einander gegenüber miteinem Abstand von typischerweise weniger als 250 μm (obwohlAbständebis zu 500 μmebenfalls üblichsind). 1 FIG. 12 is a cross-sectional view of an exemplary object made of brittle material. FIG. The object 10 can be made of a single brittle material or a combination of different materials such. B. a processed semiconductor wafer may be made of a brittle substrate and a number of other layers, such. As oxide, metal, silicon glass, silicon nitride, etc. exist. The object is preferably flat and has two flat surfaces 11 and 12 on, which are opposite each other. A specific example of such an object is a processed semiconductor wafer made using silicon, germanium, or other known material. The wafer has two surfaces, typically called front and back, that of the top surface 11 or the lower surface 12 in 1 correspond. Typically, these two surfaces face each other with a spacing of typically less than 250 microns (although distances up to 500 microns are also common).

Eineerste Schicht14 kann unterhalb der unteren Oberfläche12 oderder Rückseitedes Wafer ausgebildet sein. Des Weite ren kann eine zweite Schicht13 oberhalbder oberen Oberfläche11 oder Vorderseitedes Wafers zusätzlichzu beliebigen weiteren ausgebildeten Schichten vorhanden sein, die einenBestandteil des bearbeiten Waferobjekts10 bilden können.A first shift 14 can be below the lower surface 12 or the backside of the wafer. Far further, a second layer can be used 13 above the upper surface 11 or front side of the wafer, in addition to any other formed layers that are part of the processed wafer object 10 can form.

Jededer Schichten13,14 kann eine einzelne Metallisierungsschichtoder Passivierungsschicht sein, oder kann eine Verbundschicht sein,die mindestens eine Metallisierungs- und eine Passivierungsschichtoder Isolationsschicht aufweist. Eine derartige Sandwichstrukturvon unterschiedlichen Schichten kann als Leitungsstruktur für Halbleiterbauelementedienen, die in den Chips/Scheiben integriert sind, die den Waferbilden.Each of the layers 13 . 14 may be a single metallization layer or passivation layer, or may be a composite layer having at least one metallization and one passivation or isolation layer. Such a sandwich structure of different layers may serve as a conductive structure for semiconductor devices integrated in the chips / slices forming the wafer.

2 isteine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Objekts aus sprödem Materialzeigt, das unter Verwendung einer ersten Ausführungsform des Verfahrens dervorliegenden Erfindung gespalten wird. Diese erste Ausführungsformstellt ein Verfahren zum Spalten des Objekts in zwei getrennte Stücke bereit,in dem zuerst ein Graben in eine Oberfläche des Objekts geätzt undanschließendein Spaltverfahren auf das Objekt angewendet wird, um die Spaltungzu vollenden. 2 Figure 11 is a perspective view showing a portion of the brittle material object that is cleaved using a first embodiment of the method of the present invention. This first embodiment provides a method of cleaving the object into two separate pieces by first etching a trench into a surface of the object and then applying a cleavage method to the object to complete the cleavage.

ImDetail wird bei dieser Ausführungsformin einem ersten Schritt ein Graben25 in eine der beiden Oberflächen geätzt, hierin die obere Oberfläche11 desObjekts10, wodurch eine Linie26 auf der Oberfläche11 definiertwird. Obwohl es keine zwingende Bedingung ist, kann es vorteilhaftsein, dass die Linie26 an einem Ende27 der Oberfläche beginntund sich bis zu einem anderen Ende (nicht dargestellt) der Oberfläche erstreckt.Die Tiefe des resultierenden Grabens ist mit H und dessen Breitemit W gekennzeichnet.In detail, in this embodiment, in a first step, a trench 25 Etched in one of the two surfaces, here in the upper surface 11 of the object 10 , creating a line 26 on the surface 11 is defined. Although it is not a mandatory condition, it may be beneficial for the line 26 at one end 27 the surface begins and extends to another end (not shown) of the surface. The depth of the resulting trench is indicated by H and its width by W.

Einebeliebige bekannte Ätztechnikkann verwendet werden, um den Graben zu bilden. Im Falle des Zerteilensvon Halbleiterlasern kann beispielsweise ein fotolithografischerProzess verwendet werden, um die Position des Grabens zu definieren, der erzeugtwerden soll. Überdem Wafer kann beispielsweise eine Maskenschicht ausgebildet sein,um eine sich überden Wafer erstreckende Linienöffnung über denWafer zu definieren. Der definierte Ort wird anschließend unterVerwendung eines ausgewählten Ätzmittelsgeätzt.Es kann ein beliebiges bekanntes Ätzmittel verwendet werden,z. B. ein Trockenätzmittel,wie anisotropes trockenes Plasma, ein Nassätzmittel, wie z. B. eine nasseChemikalie, oder dergleichen. Eine Plasmatechnik zum Ätzen tieferGräben kannvorzuziehen sein, da sie einen tiefen Graben erzeugt, der gewisseVorteile bietet, wie nachfolgend erläutert wird. Aus den gleichenGründenist eine längere Ätzzeit einerkürzerenvorzuziehen. Das Grabenprofil ist typischerweise U-förmig, wiein der Figur dargestellt, es sind jedoch andere Formen wie eine V-Formoder eine Flaschenform ebenfalls möglich, je nach verwendeterunterschiedlicher Ätztechnikund angewendeten Ätzbedingungen.Es sollte angemerkt werden, dass die Abmessung und das Profil desresultierenden Grabens nicht von großem Belang sind, da es ausreichendist, wenn das Ätzeneine Schwächungdes sprödenMaterials in einem solchen Ausmaß verursacht, dass das finaleSpalten unter Verwendung von herkömmlichen Spaltverfahren von sprödem Materialmöglichist. Dennoch ist ein tiefer und enger Graben, d. h. ein hohes Verhältnis vonTiefe zu Breite (H:W), vorteilhaft, da es in einer hohen Abnahmeder Festigkeit des sprödenMaterials resultiert, währendes die fürdas letztendliche Spalten erforderlichen Breite minimiert. Ein hohesVerhältnis vonTiefe zu Breite der Gräbenermöglichtalso ein effizientes Spalten und führt zu einer guten Randqualität (edgequality) am Ende des Spaltens. FürHalbleiterwafer bedeutet eine gute Ränderqualität auch gute mechanische undelektrische Eigenschaften. Ein typisches hohes Verhältnis vonTiefe zu Breite liegt bei 5:1 oder darüber. Dies Verhältnis entsprichteiner Grabentiefe von 5 μmund einer Grabenbreite von 1 μmbei einem Halbleiterwafer mit einer Standarddicke, wie 50 μm bis 200 μm, z. B.100 μm.Aany known etching techniquecan be used to make the trench. In case of dividingof semiconductor lasers, for example, a photolithographicProcess used to define the position of the trench that generatesshall be. aboutFor example, a mask layer may be formed on the wafer.one overthe wafer extending line opening over theTo define wafers. The defined location is then underUse of a selected etchantetched.Any known etchant can be usedz. B. a dry etchant,as anisotropic dry plasma, a wet etchant, such. B. a wet oneChemical, or the like. A plasma technique for etching deeperTrenches canbe preferable, since it produces a deep trench, the certainOffers advantages, as explained below. From the sameestablishis a longer etching time oneshorterpreferable. The trench profile is typically U-shaped, such asshown in the figure, however, there are other shapes such as a V-shapeor a bottle shape also possible, depending on the useddifferent etching techniqueand applied etching conditions.It should be noted that the dimension and profile of theresulting trench are not of great concern, since it is sufficientis when the etchinga weakeningof the brittleMaterial to such an extent causes the finalSplitting using conventional splitting of brittle materialpossibleis. Nevertheless, a deep and narrow ditch, d. H. a high ratio ofDepth to width (H: W), advantageous as it is in a high decreasethe firmness of the brittleMaterial results whileit's forminimizes the final column required width. A highratio ofDepth to width of the trenchesallowsthus an efficient splitting and leads to a good edge quality (edgequality) at the end of splitting. ForSemiconductor wafer means a good edge quality also good mechanical andElectrical Properties. A typical high ratio ofDepth to width is 5: 1 or above. This ratio correspondsa trench depth of 5 micronsand a trench width of 1 μmin a semiconductor wafer having a standard thickness, such as 50 μm to 200 μm, e.g. B.100 μm.

Nachdemder Graben25 geätztist, wird das Objekt10 in zwei Stücke21 und22 entlangder Linie26 gespalten unter Verwendung eines beliebigen Spaltverfahrensvon sprödemMaterial, das im Stand der Technik bekann ist, wie z. B. Spaltenmit mechanischer Kraft, Anreiß-/Abrasionsverfahren,thermisches Spalten mit oder ohne einen thermischen Schockprozess,Laserablösung(Ablation) usw. Wenn ein thermisches Spaltverfahren verwendet wird,erstreckt sich der Bereich C des Objekts, der aufgeheizt wird, quer über denGraben25, wodurch sich ein Spalt29 im Körper desObjekts bildet. Der Spalt beginnt am Boden des Grabens und erstreckt sichbis hin zur anderen Oberfläche,hier12, des Objekts. Sobald der Spalt29 vollständig durchdas Objekt verläuft,ist das Objekt in zwei Stückegespalten.After the ditch 25 is etched, that will object 10 in two pieces 21 and 22 along the line 26 cleaved using any splitting method of brittle material known in the art, such as e.g. Mechanical force splitting, scribing / abrasion, thermal splitting with or without a thermal shock process, laser ablation, etc. When a thermal splitting process is used, the area C of the object being heated extends across the trench 25 , which creates a gap 29 in the body of the object. The gap begins at the bottom of the trench and extends to the other surface, here 12 , the object. Once the gap 29 runs completely through the object, the object is split into two pieces.

3 isteine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Objekts aus sprödem Materialzeigt, das unter Verwendung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens dervorliegenden Erfindung gespalten wird. Diese zweite Ausführungsformstellt ein Verfahren zum Spalten des Objekts in zwei getrennte Stücke bereit,indem zuerst ein Graben in eine Oberfläche des Objekts und anschließend einweiterer Graben in die gegenüberliegendeOberflächedes Objekts geätztwird, wobei der zweite Graben genau auf den ersten Graben ausgerichtetist, und indem schließlichein herkömmlichesSpaltverfahren für sprödes Materialauf das Objekt angewendet wird, um die Spaltung zu vollenden. 3 Figure 11 is a perspective view showing a portion of the brittle material object that is cleaved using a second embodiment of the method of the present invention. This second embodiment provides a method of cleaving the object into two separate pieces by first etching a trench in one surface of the object and then another trench in the opposite surface of the object, the second trench being precisely aligned with the first trench and finally applying a conventional brittle material splitting method to the object to complete the cleavage.

Insbesonderewird bei dieser Ausführungsformam Anfang ein Graben25 in eine der beiden Oberflächen, z.B. die obere Oberfläche11 desObjekts10 geätzt,wodurch eine Linie26 auf der Oberfläche11 definiert wird.Anschließendwird ein weiterer Graben25' indie gegenüberliegendeOberfläche12 desObjekts10 geätzt.Jede bekannte Ätztechnik, diezuvor diskutiert wurde, kann verwendet werden, um die Gräben zu bilden.Es ist jedoch wichtig, dass die beiden Gräben genau aufeinander ausgerichtet sind.Schließlichwird das Objekt10 in zwei Stücke21 und22 entlangder Linie26 durch Verwendung eines beliebigen, im Standder Technik bekannten Spaltverfahrens für sprödes Material gespalten. Dieserfinale Spaltschritt bildet einen Spalt29 im Körper des Objekts,wobei der Spalt seinen Ursprung am Boden des ersten Grabens25 hatund sich zum Boden des zweiten Grabens25' hin erstreckt. Selbstverständlich istein Ausdehnen des Spalts in entgegengesetzter Richtung ebenfallsmöglich.Sobald der Spalt29 vollständig durch das Objekt verläuft, istdas Objekt in zwei Stückegespalten.In particular, in this embodiment, a trench is initially formed 25 in one of the two surfaces, for. B. the upper surface 11 of the object 10 etched, creating a line 26 on the surface 11 is defined. Subsequently, another ditch 25 ' in the opposite surface 12 of the object 10 etched. Any known etching technique discussed above can be used to form the trenches. However, it is important that the two trenches are perfectly aligned. Finally, the object becomes 10 in two pieces 21 and 22 along the line 26 cleaved by using any brittle material splitting method known in the art. This final splitting step forms a gap 29 in the body of the object, the gap originating at the bottom of the first trench 25 has and moves to the bottom of the second trench 25 ' extends. Of course, an expansion of the gap in the opposite direction is also possible. Once the gap 29 runs completely through the object, the object is split into two pieces.

4 isteine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Objekts aus sprödem Materialzeigt, das unter Verwendung einer dritten Ausführungsform des Verfahrens dervorliegenden Erfindung gespalten wird. Diese dritte Ausführungsformbietet ein Verfahren zum Spalten des Objekts in mehr als zwei getrennteStücke,indem zuerst eine Vielzahl von parallelen Gräben in mindestens eine Oberfläche desObjekts geätztwird, wodurch eine Vielzahl von Linien auf der Oberfläche definiertwerden, und indem anschließendein beliebiges herkömmlichesSpaltverfahren fürsprödesMaterial auf das Objekt angewendet wird, um die Spaltung zu vervollständigen. 4 Fig. 12 is a perspective view showing a part of the object of brittle material which is cleaved using a third embodiment of the method of the present invention. This third embodiment provides a method of splitting the object into more than two separate pieces by first etching a plurality of parallel trenches into at least one surface of the object, thereby defining a plurality of lines on the surface, and then adding any conventional one Splitting method for brittle material is applied to the object to complete the cleavage.

Insbesonderewerden bei dieser Ausführungsformam Anfang eine Vielzahl von Gräben25₁,25₂,...,25_n in mindestens eine derbeiden Oberflächen11 und12 desObjekts10 geätzt.Es ist möglich, dassalle Gräbenin eine Oberflächegeätztwerden, z. B.11. Es ist ebenfalls möglich, einige der Gräben in eineOberfläche,die anderen hingegen in die andere Oberfläche zu ätzen. Diese Gräben25₁,25₂,...,25_n können parallel geätzt werden.Eine zuvor erläutertebeliebige Ätztechnikkann verwendet werden, um die Gräbenauszubilden. Diese Gräben25₁,25₂, ...,25_n definieren entsprechend eine Vielzahlvon Linien26₁,26₂,...,26_n auf der/den Oberfläche(n)11. JedeLinie entspringt an einem Ende der Oberfläche und erstreckt sich zumanderen Ende der Oberfläche, obwohldies keine zwingende Bedingung ist. Nachdem die Gräben geätzt sind,wird das Objekt in mehr als zwei Stücke,21,22,23 usw.entlang der Linien26₁,26₂, ...,26_n unterVerwendung eines beliebigen, im Stand der Technik bekannten Spaltverfahrensfür sprödes Materialgespalten. Wie zuvor erläutert,wird die Spaltung mit der Ausbildung und Ausdehnung von Spalten,hier einer Vielzahl von Spalten29₁,29₂, ...,29_n imKörperdes Objekts vollendet.In particular, in this embodiment, at the beginning, a plurality of trenches 25₁ . 25₂ , ..., 25_n in at least one of the two surfaces 11 and 12 of the object 10 etched. It is possible that all trenches are etched into a surface, e.g. B. 11 , It is also possible to etch some of the trenches into one surface while the others rub into the other surface. These trenches 25₁ . 25₂ , ..., 25_n can be etched in parallel. An arbitrary etching technique discussed above may be used to form the trenches. These trenches 25₁ . 25₂ , ..., 25_n define accordingly a multiplicity of lines 26₁ . 26₂ , ..., 26_n on the surface (s) 11 , Each line originates at one end of the surface and extends to the other end of the surface, although this is not a mandatory condition. After the trenches are etched, the object is divided into more than two pieces, 21 . 22 . 23 etc. along the lines 26₁ . 26₂ , ..., 26_n cleaved using any brittle material splitting method known in the art. As previously explained, the cleavage becomes with the formation and expansion of columns, here a plurality of columns 29₁ . 29₂ , ..., 29_n completed in the body of the object.

5 isteine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Objekts aus sprödem Materialzeigt, das unter Verwendung einer vierten Ausführungsform des Verfahrens dervorliegenden Erfindung gespalten wird. Diese vierte Ausführungsformstellt ein Verfahren zum Spalten des Objekts in mehr als zwei getrennteStückebereit, indem anfänglicheine erste Vielzahl von Gräben25₁,25₂,...,25_n (nur zwei sind in derFigur dargestellt) parallel in eine Oberfläche, z. B.11, desObjekts geätztwerden, wodurch eine erste Vielzahl von Linien26₁,26₂, ...,26_n parallelauf der Oberfläche11 definiertwerden, und indem anschließendeine zweite Vielzahl von Gräben35₁,35₂,...,35_n (nur zwei sind in derFigur dargestellt) parallel in die gleiche Oberfläche geätzt werden,wodurch eine zweite Vielzahl von Linien36₁,36₂, ...,36_n parallelauf der Oberfläche11 definiertwerden. Diese beiden Vielzahlen von Linien kreuzen einander untereinem dazwischen liegenden Winkel, der hier als α bezeichnet ist. α kann einbeliebiger Wert größer als0° sein. Z.B. kann α 90° betragen,womit die beiden Vielzahlen von Linien senkrecht aufeinander stehen.Nachdem die Gräbengeätztsind, wird das Objekt in mehr als zwei Stücke,21,22,23,21',22',23',21'',22'',23'' entlang der Linien26₁,26₂,...,26_n und36₁,36₂, ...,36_n unterVerwendung eines beliebigen, im Stand der Technik bekannten Spaltverfahrensfür sprödes Material,gespalten. Die Details hinsichtlich des Ätzens und des finalen Spaltenssind ähnlichzu den bei den früherenAusführungsformenerläuterten. 5 Fig. 12 is a perspective view showing a part of the object of brittle material that is cleaved using a fourth embodiment of the method of the present invention. This fourth embodiment provides a method of splitting the object into more than two separate pieces by initially forming a first plurality of trenches 25₁ . 25₂ , ..., 25_n (Only two are shown in the figure) parallel to a surface, e.g. B. 11 , the object being etched, creating a first plurality of lines 26₁ . 26₂ , ..., 26_n parallel on the surface 11 be defined, and then by a second plurality of trenches 35₁ . 35₂ , ..., 35_n (only two are shown in the figure) can be etched in parallel in the same surface, creating a second variety of lines 36₁ . 36₂ , ..., 36_n parallel on the surface 11 To be defined. These two pluralities of lines intersect each other at an intermediate angle, here referred to as α. α can be any value greater than 0 °. For example, α can be 90 °, so that the two pluralities of lines are perpendicular to each other. After the trenches are etched, the object is divided into more than two pieces, 21 . 22 . 23 . 21 ' . 22 ' . 23 ' . 21 '' . 22 '' . 23 '' along the lines 26₁ . 26₂ , ..., 26_n and 36₁ . 36₂ , ..., 36_n using any brittle fission method known in the art Material, split. The details regarding the etching and the final splitting are similar to those explained in the earlier embodiments.

Diesevierte Ausführungsformdes Verfahrens ist bei einigen Anwendungen insbesondere nützlich,z. B. beim Zerteilen von Halbleiterwafern, wobei ein Wafer in vielekleinere Teile sowohl entlang der X- als der Y-Achse geteilt werdensoll. In dieser Situation hat das Verfahren der vorliegenden Erfindungeinen entscheidenden Vorteil darin, dass es alle Schneidlinien ineinem einzigen Schritt definieren kann. Eine Maskenschicht kannbeispielsweise über demWafer ausgebildet sein, um ein Netz über den Wafer zu definieren,das die Positionen der vielen zu bildenden Gräben anzeigt; die definiertenOrte werden anschließendgleichzeitig geätzt.Damit können vieleGräbenin einem einzigen Schritt gebildet werden. Diese Technik ist wesentlicheffizienter als das Verfahren des Standes der Technik, das dem Objekt eineanfänglicheKerbe beim Beginn jedes Schnittes zufügen muss.Thesefourth embodimentof the method is particularly useful in some applications,z. B. in the cutting of semiconductor wafers, wherein a wafer in manysmaller parts are shared along both the X and Y axesshould. In this situation, the method of the present inventiona decisive advantage in that it has all the cutting lines incan define a single step. A mask layer canfor example, over theWafers may be formed to define a mesh over the wafer,indicating the positions of the many trenches to be formed; the definedPlaces are subsequentlyetched at the same time.Many cantrenchesbe formed in a single step. This technique is essentialmore efficient than the prior art method, which gives the object ainitialNotch at the beginning of each cut must inflict.

Obwohlein Winkel α von90° beimSchneiden von Halbleiterwafern besonders nützlich ist, kann α ebenso jedenanderen Wert annehmen, um das Schneiden von Wafern in Richtungenzu ermöglichen,die nicht der Kristallausrichtung entsprechen. Dies kann bei gewissenAnwendungen durchgeführt werden,z. B. beim sogenannten „WaferEdge Trimming".Even thoughan angle α of90 ° atCutting semiconductor wafers is particularly useful, α can also eachtake other value to cutting wafers in directionsto enablewhich do not correspond to the crystal orientation. This can be certainApplications are carried outz. B. in the so-called "waferEdge Trimming ".

6 isteine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Objekts aus sprödem Materialzeigt, das von einer fünftenAusführungsformdes Verfahrens der vorliegenden Erfindung gespalten wird. Diese Ausführungsformist identisch mit der vierten Ausführungsform, außer dasswährenddes Grabenätzschritteseine dritte Vielzahl von Gräben25₁,25'₂, ...,25'_n (hiersind lediglich zwei dargestellt) zusätzlich parallel in die Oberfläche12 desObjekts geätztwerden. Die dritte Vielzahl von Gräben wird genauausgerichtetauf die erste Vielzahl von Gräben25₁,25₂,...,25_n entsprechend auf der gegenüberliegendenOberfläche11 geätzt. 6 Fig. 12 is a perspective view showing a part of the object of brittle material which is cleaved by a fifth embodiment of the method of the present invention. This embodiment is identical to the fourth embodiment, except that during the trench etching step, a third plurality of trenches 25₁ . 25 '₂ , ..., 25 '_n (here only two are shown) additionally parallel in the surface 12 of the object are etched. The third plurality of trenches are precisely aligned with the first plurality of trenches 25₁ . 25₂ , ..., 25_n accordingly on the opposite surface 11 etched.

7 isteine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Objekts aus sprödem Materialzeigt, das unter Verwendung ei ner sechsten Ausführungsform des Verfahrens dervorliegenden Erfindung gespalten wird. Diese Ausführungsformist identisch mit der fünftenAusführungsform,außerdass währenddes Grabenätzschritteseine vierte Vielzahl von Gräben35'₁,35'₂,...,35'_n (hier sind lediglich zwei dargestellt) zusätzlich parallelin derselben Oberfläche12 wiedie dritte Vielzahl von Gräben25'₁,25'₂,...,25'_n (hier sind lediglich zwei dargestellt)geätztwird. Diese vierte Vielzahl von Gräben wird genauausgerichtetauf die zweite Vielzahl von Gräben35₁,35₂,...,35_n (hier sind lediglich zweidargestellt) entsprechend auf der gegenüberliegenden Oberfläche11 geätzt. 7 FIG. 12 is a perspective view showing a portion of the brittle material object that is cleaved using a sixth embodiment of the method of the present invention. FIG. This embodiment is identical to the fifth embodiment, except that during the trench etching step, a fourth plurality of trenches 35 '₁ . 35 '₂ , ..., 35_'n (here only two are shown) additionally parallel in the same surface 12 like the third variety of trenches 25 '₁ . 25 '₂ , ..., 25 '_n (here only two are shown) is etched. This fourth plurality of trenches is precisely aligned with the second plurality of trenches 35₁ . 35₂ , ..., 35_n (here only two are shown) corresponding to the opposite surface 11 etched.

8 isteine Querschnittsansicht, die ein Objekt aus sprödem Material darstellt, dasunter Verwendung einer sechsten Ausführungsform des Verfahrens dervorliegenden Erfindung gespalten wird. Wie zuvor erwähnt kannein Objekt aus sprödemMaterial ein bearbeiteter Halbleiterwafer10 mit einer Metallisierungs-oder anderen Schicht(en)13 oder14 sein, dieentweder oberhalb der oberen Oberfläche11 oder unterhalbder unteren Oberfläche12 ausgebildetsind, oder das Objekt kann ein Wafer mit zwei oder mehr solchenMetallisierungs- oder anderen Schicht(en)13 und14,von denen eine Schicht13 oberhalb der oberen Oberfläche11 desWafers und die andere Schicht14 unterhalb der unterenOberfläche12 ausgebildetist, sein. Bei Anwenden des Verfahrens der vorliegenden Erfindungauf einen derartigen Halbleiterwafer mit (einer) zusätzlichenMetallisierungsschicht(en) wird der Ätzschritt beispielsweise durchdie Metallisierungsschicht(en)13,14 und weiterin die Oberfläche(n)direkt oberhalb und/oder unterhalb der geätzten Metallisierungsschicht(en) ätzen. 8th FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an object of brittle material that is cleaved using a sixth embodiment of the method of the present invention. FIG. As previously mentioned, an object of brittle material may be a processed semiconductor wafer 10 with a metallization or other layer (s) 13 or 14 be either above the top surface 11 or below the lower surface 12 or the object may be a wafer having two or more such metallization or other layer (s). 13 and 14 of which one layer 13 above the upper surface 11 of the wafer and the other layer 14 below the lower surface 12 is trained to be. When applying the method of the present invention to such a semiconductor wafer with additional metallization layer (s), the etching step is performed, for example, by the metallization layer (s). 13 . 14 and further etch into the surface (s) immediately above and / or below the etched metallization layer (s).

9 isteine Querschnittsansicht eines beispielhaften durch das Verfahrender vorliegenden Erfindung gebildeten Randes. In der Figur ist Eein geätzterBestandteil des Randes, der durch den Ätzschritt gebildet wird. Insbesondereist der geätzteTeil auf der linken Seite das Ergebnis eines U-förmigen Grabens,der unter Verwendung eines trockenen Ätz mittels vom Typ anisotropestrockenes Plasma gebildet sein kann. Der geätzte Bestandteil auf der rechtenSeite ist das Ergebnis eines V-förmigenGrabens, der unter Verwendung eines Ätzmittels wie z. B. einer Nasschemikaliegebildet sein kann. F ist der Abschnitt, der durch den finalen Spaltschrittunter Verwendung eines beliebigen herkömmlichen Spaltverfahrens für sprödes Materialerzeugt wird. F ist im Wesentlichen eine gerade Linie. 9 FIG. 12 is a cross-sectional view of an exemplary edge formed by the method of the present invention. FIG. In the figure, E is an etched part of the edge formed by the etching step. In particular, the etched portion on the left side is the result of a U-shaped trench that may be formed using a dry type anisotropic dry plasma etch. The etched constituent on the right is the result of a V-shaped trench formed using an etchant such as an etchant. B. a wet chemical may be formed. F is the portion created by the final splitting step using any conventional brittle material splitting method. F is essentially a straight line.

Diemindestens eine durch Ätzenausgebildete Linie kann die Form eines geschlossenen Kreises (nichtdargestellt) aufweisen. Dies ist insbesondere nützlich beim Wafer-Edge-Trimming.In diesem Fall kehrt die Linie zu ihrem Ausgangspunkt zurück, undder Wafer wird anschließendentlang dieser Linie gespalten.Theat least one by etchingtrained line can be the shape of a closed circle (notshown). This is especially useful in wafer edge trimming.In this case, the line returns to its starting point, andthe wafer is subsequentlysplit along this line.

Claims (20)

Translated fromGerman

Verfahren zum Spalten eines Objekts (10),das aus sprödemMaterial besteht, in mindestens zwei Stücke (21,22),wobei das Objekt eine erste flache Oberfläche (11) und einezweite flache Oberfläche (12)aufweist, die sich gegenüberliegen,wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ätzen von mindestens einem Graben(25) in mindestens eine (11) der Oberflächen, ummindestens eine Linie (26) auf der Oberfläche (11)zu bilden, gekennzeichnet durch Spalten des Objekts (10)in getrennte Stücke(21,22) entlang der Linie (26) durchVerwenden eines Laserablationsverfahrens.Method for splitting an object ( 10 ), which consists of brittle material, in at least two pieces ( 21 . 22 ), wherein the object has a first flat surface ( 11 ) and a second flat surface ( 12 ) facing each other, the method comprising the steps of: etching at least one trench ( 25 ) into at least one ( 11 ) of the surfaces by at least one Line ( 26 ) on the surface ( 11 ), characterized by columns of the object ( 10 ) into separate pieces ( 21 . 22 ) along the line ( 26 ) by using a laser ablation method.Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Linie (26)am einen Ende (27) der Oberfläche (11) beginnt undbis zum anderen Ende (28) der Oberfläche (11) reicht.Method according to Claim 1, in which the line ( 26 ) at one end ( 27 ) of the surface ( 11 ) and to the other end ( 28 ) of the surface ( 11 ) enough.Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Linie einegeschlossene Schleife bildet.The method of claim 1, wherein the line is aclosed loop forms.Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Ätzschritteine erste Vielzahl von Gräben(25₁,25₂,...,25_n) parallel zur ersten Oberfläche (11)des Objektes (10) ätzt.Method according to claim 1 or 2, wherein the etching step comprises a first plurality of trenches ( 25₁ . 25₂ , ..., 25_n ) parallel to the first surface ( 11 ) of the object ( 10 ) etches.Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Ätzschrittweiterhin eine zweite Vielzahl von Gräben (35₁,35₂, ...,35_n)parallel zur ersten Oberfläche(11) ätzt,wobei die erste und zweite Vielzahl von Gräben einen Winkel α einschließen, wobeider Winkel α größer als0° ist.The method of claim 4, wherein the etching step further comprises a second plurality of trenches ( 35₁ . 35₂ , ..., 35_n ) parallel to the first surface ( 11 ), the first and second pluralities of trenches enclosing an angle α, the angle α being greater than 0 °.Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Winkel α 90° beträgt.The method of claim 5, wherein the angle α is 90 °.Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Ätzschrittdes Weiteren eine dritte Vielzahl von Gräben (25'₁,25'₂,...,25'_n) parallel in die zweite Oberfläche (12)des Objekts (10) ätzt,wobei die erste und dritte Vielzahl von Gräben aufeinander ausgerichtetsind.The method of claim 5 or 6, wherein the etching step further comprises a third plurality of trenches (FIG. 25 '₁ . 25 '₂ , ..., 25 '_n ) parallel to the second surface ( 12 ) of the object ( 10 ), wherein the first and third pluralities of trenches are aligned.Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Ätzschrittdes Weiteren eine vierte Vielzahl von Gräben (35'₁,35'₂,...,35'_n) parallel in die zweite Oberfläche (12) ätzt, wobeidie zweite und vierte Vielzahl von Gräben aufeinander ausgerichtetsind.The method of claim 7, wherein the etching step further comprises a fourth plurality of trenches (FIG. 35 '₁ . 35 '₂ , ..., 35_'n ) parallel to the second surface ( 12 ), wherein the second and fourth pluralities of trenches are aligned with each other.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem das Objekt (10) ein bearbeiteter Halbleiterwafer (10)ist, wobei die erste (11) und zweite (12) Oberfläche dieobere (11) und untere (12) Oberfläche desWafers (10) sind.Method according to one of the preceding claims, in which the object ( 10 ) a processed semiconductor wafer ( 10 ), the first ( 11 ) and second ( 12 ) Surface the upper ( 11 ) and lower ( 12 ) Surface of the wafer ( 10 ) are.Verfahren nach Anspruch 9, bei dem mindestens eineSchicht (13,14) auf mindestens einer der ersten(11) und zweiten (12) Oberflächen des Wafers (10)ausgebildet ist und bei dem der mindestens eine Graben durch dieMetallisierungsschicht (13,14) geätzt ist.Method according to claim 9, wherein at least one layer ( 13 . 14 ) on at least one of the first ( 11 ) and second ( 12 ) Surfaces of the wafer ( 10 ) is formed and in which the at least one trench through the metallization layer ( 13 . 14 ) is etched.Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der mindestenseine Graben durch die Schicht (13,14) und inden Wafer (10) geätztist.The method of claim 10, wherein the at least one trench passes through the layer (10). 13 . 14 ) and in the wafer ( 10 ) is etched.Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem diemindestens eine Schicht (13,14) eine Metallisierungsschichtist.Method according to Claim 10 or 11, in which the at least one layer ( 13 . 14 ) is a metallization layer.Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem diemindestens eine Schicht (13,14) eine Passivierungsschichtist.Method according to Claim 10 or 11, in which the at least one layer ( 13 . 14 ) is a passivation layer.Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem diemindestens eine Schicht (13,14) eine Verbundschichtist, die sich mindestens aus einer der folgenden Schichten zusammensetzt:Metallisierungsschicht, Passivierungsschicht, Isolierungsschicht.Method according to Claim 10 or 11, in which the at least one layer ( 13 . 14 ) is a composite layer composed of at least one of the following layers: metallization layer, passivation layer, insulation layer.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem der Ätzschritteine Trockenätzungverwendet.Method according to one of the preceding claims, inthe etching stepa dry etchingused.Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Trockenätzung einetrockene anisotrope Plasmaätzungist.The method of claim 15, wherein the dry etching is adry anisotropic plasma etchingis.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Ätzschritteine Nassätzungverwendet.Method according to one of claims 1 to 14, wherein the etching stepa wet etchingused.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem die Gräbenderart geätztwerden, dass sich ein großesVerhältnisvon Tiefe zu Höhe(H:W) ergibt.Method according to one of the preceding claims, inthe trenchesso etchedthat will be a big onerelationshipfrom depth to height(H: W) yields.Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das hohe Verhältnis vonTiefe zu Höhe(H:W) gleich oder größer als5:1 ist.A method according to claim 18, wherein the high ratio ofDepth to height(H: W) equal to or greater than5: 1 is.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, beidem das sprödeMaterial Glas, Silizium, Germanium, Saphir, Quarz, Keramik oderSiliziumkarbid ist.Method according to one of the preceding claims, inthat the brittleMaterial glass, silicon, germanium, sapphire, quartz, ceramics orSilicon carbide is.